Рассмотрены физико-технологические основы формирования электрета на основе диоксида кремния (SiO2) для использования его в устройствах микросистемной техники. Исследования показали, что лучшими электретными свойствами обладает SiO2, полученный в атмосфере «влажного» кислорода, по сравнению с образцами, полученными другими методами окисления. Вероятно, это связано с большим количеством групп Si-ОН на поверхности оксида во «влажном» SiO2, что повышает эффективность действия гидрофобизирующих покрытий при модификации поверхности SiO2. Выявлено, что другие способы получения окисла, например, электрохимический или плазмохимический, не позволяют получить SiO2 с хорошими электретными свойствами. Уменьшение инжектированного в электрет заряда может происходить вследствие наличия объемной или поверхностной проводимости, а также экранировки этого заряда зарядами противоположного знака из атмосферы, приводящих при высокой окружающей влажности к катастрофическому падению поверхностного потенциала электрета. С целью увеличения стабильности электретного эффекта необходима гидрофобизация поверхности SiO2 – нанесение на его поверхность тонких (наноразмерных) водоотталкивающих покрытий. Приведены экспериментальные результаты по стабильности электретного поверхностного потенциала при использовании различных гидрофобизаторов. Наиболее перспективными для использования в качестве гидрофобизаторов являются высокотемпературный фоторезист ФПТ-1-40 и полиимидные нанослоевые композиции – пленки Ленгмюра – Блоджетт.

The article considers the physical-technological foundations of formation of the silicon dioxide (SiO2) based electret for use in devices of MEMS technology. Studies have shown that the best electret properties are in SiO2 obtained in «wet» oxygen medium as compared to samples obtained by other oxidation methods. This is probably due to the large number of Si-OH groups on the surface of the oxide in the «wet» SiO2, which increases the effectiveness of the hydrophobic coatings during the modification of the SiO2 surface. It has been found that other methods of obtaining oxide, for example, electrochemical or plasmachemical, do not make it possible to obtain SiO2 with good electret properties. The decrease of the charge injected into an electret can occur due to the presence of volume or surface conductivity, as well as the screening of this charge by opposite charges from the medium, leading to significant decrease of electret surface potential at high ambient humidity. To increase the stability of the electret effect, it is necessary to perform water-repellency treatment of SiO2 surface by applying thin (nanosized) water-repellent coatings. Experimental results on the stability of the electret surface potential are presented for usage of various water repellents. The most promising water repellents are high-temperature photoresist FPT-1-40 and polyimide nanolayer compositions – Langmuir-Blodgett films.